Több mint 2300 idegsejt alapos elemzése alapján a fejlődő emberi agy a születés idején rejtélyes módon „rendet rak”, vagyis hatalmas számú, mutációkkal terhelt idegsejtet selejtez le. A Nature folyóiratban megjelent elemzésben a szakértők megállapítják, hogy az emberi magzatok agyából vett minták idegsejtjeinek több mint egynegyedénél a kromoszómák több szegmense hiányzik vagy éppen túl sok van belőlük. Ezzel szemben a születés után vizsgált csecsemők agyából származó idegsejteknek csupán körülbelül 6%-a mutatott ilyen rendellenességeket. „Ez arra utal, hogy azok az idegsejtek maradnak meg, amelyek a fejlődés során a legsértetlenebb genomot őrizték meg” – mondja Christos Proukakis, a University College London neurológusa, aki nem vett részt a kutatásban.
Az eredmények egy új mechanizmust tárnak fel, amely szabályozza, hogy hány idegsejtünk van, és eldönti, mely magzati idegsejtek maradhatnak meg az agyban, mondja Diane Shao, a Bostoni Gyermekkórház gyermek-neurogenetikus szakembere, a tanulmány első szerzője. Ennek a folyamatnak a jobb megismerése kulcsfontosságú lehet a gyermekkorban gyakran előforduló idegrendszeri rendellenességek, például az autizmus spektrumzavar és az epilepszia megértéséhez.
Egereken végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy a korai fejlődés során az emlősök számos agysejtet eliminálnak egy olyan molekuláris program aktiválásával, amely a sejtek elhalásához vezet. Shao és kollégái az emberi agy fejlődését elemezték olyan elhunyt személyek agyának vizsgálatával, akik között voltak 14 hetes gesztációs korú magzatok és kilencven év felettiek is. A csapat az agykéreg neuronjaira összpontosított, amelyek többek között a memóriáért, a tanulásért és a tudatosságért felelősek.
A kutatócsoport az egyes idegsejtek genomjait elemezte, hogy megtalálják azokat, amelyeknél abnormális volt a kromoszómális szegmensek mennyisége ezt a jelenséget másolatszám-variációnak nevezik. Az elemzésből kiderült, hogy a magzati fejlődés során elképesztően sok olyan sejt van jelen, amelyekben széles körű másolatszám-variáció volt megfigyelhető. Olyan sok van belőlük, hogy Shao és kollégái éveket töltöttek azzal, hogy kiderítsék, valódiak-e az eredmények. De az adatok hasonlóak voltak akkor is, amikor a kísérletet egy másik egysejtes szekvenálási módszerrel megismételték.
Születés után azonban ezeknek a rendellenes idegsejteknek az aránya a korábbi negyedére csökkent, ami arra utal, hogy a fejlődés során valahogy szanálásra kerültek. Honnan tudja az agy, mely idegsejtek normálisak és melyek nem? Shao szerint egy lehetséges nyom az lehet, hogy azok az agysejtek, amelyeknél magas szintű másolatszám-variáció volt megfigyelhető, hajlamosak voltak a más idegsejtekkel való kapcsolatok, azaz szinapszisok kialakításában részt vevő gének rendellenes aktivitására is. „Lehetséges, hogy az agy megpróbál megszabadulni azoktól az idegsejtektől, amelyek nem kapcsolódnak megfelelően” – mondja Oscar Marín, a londoni King’s College idegkutatója.
Egy ilyen rendszer fontos szerepet játszhat az agyban található idegsejtek számának és minőségének szabályozásában. És ha hiba lép fel ebben a minőség-ellenőrző mechanizmusban, az hozzájárulhat a betegségek kialakulásához. Előfordulhat, hogy kevesebb sejt marad, mint amennyi az agy megfelelő működéséhez szükséges, vagy éppen túl sok olyan sejt marad, amelyet nem szűr ki, és amely nem működik, mondják a szakértők.
Shao reméli, hogy tovább kutathatja az e rendszer és az idegrendszeri fejlődési rendellenességek közötti lehetséges összefüggéseket. Proukakis pedig azt szeretné, ha a kutatást kiterjesztenék más típusú idegsejtekre is, például a dopamint termelő sejtekre, amelyek fontos szerepet játszanak a Parkinson-kór kialakulásában.
